Dans les approches centrées utilisateur, les techniques, méthodes, et processus de développement utilisés visent à connaître et comprendre les utilisateurs (analyser leurs besoins, évaluer leurs manières d'utiliser les systèmes) dans le but de concevoir et développer des systèmes utilisables, c'est-à-dire, en adéquation avec leurs comportements, leurs compétences et leurs besoins. Parmi les techniques employées pour garantir l'utilisabilité, la modélisation des tâches permet de décrire les objectifs et acticités des utilisateurs. Grâce aux modèles produits, les spécialistes des facteurs humains peuvent analyser et évaluer l'efficacité des applications interactives. Cette approche d'analyse et de modélisation de tâches a toujours mis l'accent sur la représentation explicite du comportement standard de l'utilisateur. Ceci s'explique par le fait que les erreurs humaines ne font pas partie des objectifs des utilisateurs et qu'ils sont donc exclus de la description des tâches. Cette vision sans erreurs, suivie largement par la communauté en Interaction Homme-Machine, est très différente de celle de la communauté en Facteur Humain qui, depuis ses débuts, s'intéresse à comprendre les causes des erreurs humaines et leur impact sur la performance, mais aussi sur des aspects majeurs comme la sureté de fonctionnement et la fiabilité des utilisateurs et de leur travail. L'objectif de cette thèse est de démontrer qu'il est possible de décrire de façon systématique, dans des modèles de tâches, les erreurs pouvant survenir lors de l'accomplissement de tâches utilisateur. Pour cette démonstration, nous proposons une approche à base de modèles de tâches associée à un processus de description des erreurs humaines et supportée par un ensemble d'outils. Cette thèse présente les résultats de l'application de l'approche proposée à une étude de cas industrielle dans le domaine d'application de l'aéronautique. / In user-centered approaches, the techniques, methods, and development processes used aim to know and understand the users (analyze their needs, evaluate their ways of using the systems) in order to design and develop usable systems that is in line with their behavior, skills and needs. Among the techniques used to guarantee usability, task modeling makes it possible to describe the objectives and activities of the users. With task models, human factors specialists can analyze and evaluate the effectiveness of interactive applications. This approach of task analysis and modeling has always focused on the explicit representation of the standard behavior of the user. This is because human errors are not part of the users' objectives and are therefore excluded from the job description. This vision of error-free activities, widely followed by the human-machine interaction community, is very different from the Human Factor community vison on user tasks. Since its inception, Human Factor community has been interested in understanding the causes of human error and its impact on performance, but also on major aspects like the reliability of the operation and the reliability of the users and their work. The objective of this thesis is to demonstrate that it is possible to systematically describe, in task models, user errors that may occur during the performance of user tasks. For this demonstration, we propose an approach based on task models associated with a human error description process and supported by a set of tools. This thesis presents the results of the application of the proposed approach to an industrial case study in the application domain of aeronautics.

Depuis l'introduction au début des années 2000 du standard ARINC 661 (définissant les interfaces graphiques dans les cockpits), les avions modernes, tels que l'A380, l'A350 ou le B787, intègrent des systèmes interactifs permettant à l'équipage d'interagir avec des applications interactives. Ces applications sont affichées sur des écrans à travers l'utilisation d'un dispositif similaire à un clavier et une souris. Pour des raisons d'exigences de sûreté de fonctionnement, l'utilisation de ces systèmes est limitée, à l'heure actuelle, à la commande et au contrôle de fonctions avioniques non critiques. Cependant, l'utilisation de ces systèmes dans les cockpits d'avions civils apporte de nombreux avantages (tels qu'une amélioration de l'évolutivité du cockpit) qui amènent les industriels à chercher comment l'étendre à la commande et le contrôle de systèmes avioniques critiques. Dans cette optique, nous proposons une approche duale et homogène de prévention et de tolérance aux fautes pour concevoir et développer des systèmes interactifs tolérants aux fautes. Celle-ci repose, dans un premier temps, sur une approche à base de modèles permettant de décrire de manière complète et non ambiguë les composants logiciels des systèmes interactifs et de prévenir les fautes logicielles de développement. Dans un second temps, elle repose sur une approche de tolérance aux fautes naturelles et certaines fautes logicielles résiduelles en opération, grâce à la mise en œuvre d'une solution architecturale fondée sur le principe des composants autotestables. Les contributions de la thèse sont illustrées sur une étude de cas de taille industrielle : une application interactive inspirée du système de commande et contrôle de l'autopilote de l'A380. / Since the introduction of the ARINC 661 standard (that defines graphical interfaces in the cockpits) in the early 2000, modern aircrafts such as the A380, the A350 or the B787 possess interactive systems. The crew interacts, through physical devices similar to keyboard and mouse, with interactive applications displayed on screens. For dependability reasons, only non-critical avionics systems are managed using such interactive systems. However, their use brings several advantages (such as a better upgradability), leading aircraft manufacturers to generalize the use of such interactive systems to the management of critical avionics functions. To reach this goal, we propose a dual and homogeneous fault prevention and fault tolerance approach. Firstly, we propose a model-based approach to describe in a complete and unambiguous way interactive software components to prevent as much as possible development software faults. Secondly, we propose a fault tolerant approach to deal with operational natural faults and some residual software faults. This is achieved through the implementation of a fault tolerant architecture based on the principle of self-checking components. Our approach is illustrated on a real size case study: an interactive application based on the command and control system of the A380 autopilot.